package com.wms.ymcc.util;

import sun.misc.BASE64Encoder;

import javax.imageio.ImageIO;
import java.awt.*;
import java.awt.geom.AffineTransform;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
 
/**
 * 验证码工具类，包含生成验证码图片和验证码字符串
 */
public class VerifyCodeUtils {

    //使用到Algerian字体，系统里没有的话需要安装字体，字体只显示大写，去掉了1,0,i,o几个容易混淆的字符
    public static final String VERIFY_CODES = "23456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZ";
    private static Random random = new Random();
 
 
    /**
     * 使用系统默认字符源生成验证码
     *
     * @param verifySize 验证码长度
     * @return
     */
    public static String generateVerifyCode(int verifySize) {
        return generateVerifyCode(verifySize, VERIFY_CODES);
    }
 
    /**
     * 使用指定源生成验证码
     *
     * @param verifySize 验证码长度
     * @param sources    验证码字符源
     * @return
     */
    public static String generateVerifyCode(int verifySize, String sources) {
        if (sources == null || sources.length() == 0) {
            sources = VERIFY_CODES;
        }
        int codesLen = sources.length();
        Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());
        StringBuilder verifyCode = new StringBuilder(verifySize);
        for (int i = 0; i < verifySize; i++) {
            verifyCode.append(sources.charAt(rand.nextInt(codesLen - 1)));
        }
        return verifyCode.toString();
    }

    /**
     * 绘制验证码图片并输出到指定的输出流
     *
     * 用途：生成一个包含指定验证码的图片，并将该图片写入给定的输出流中。
     *       主要用于Web应用中向客户端发送验证码图片。
     *
     * 参数：
     * @param w 图片的宽度（单位：像素）
     * @param h 图片的高度（单位：像素）
     * @param os 输出流，验证码图片将被写入此流
     * @param code 验证码内容，由generateVerifyCode方法生成
     *
     * 实现细节：
     * - 使用BufferedImage创建指定尺寸的RGB格式图片对象
     * - 设置Graphics2D渲染提示以启用抗锯齿提高图片质量
     * - 创建多种颜色和渐变效果增强图片复杂度
     * - 设置边框色和背景色绘制基础图层
     * - 添加干扰线和噪点增加机器识别难度
     * - 使用AffineTransform进行字符旋转扭曲提升安全性
     * - 最后通过ImageIO.write()方法将生成的图片写入输出流
     */
    public static void outputImage(int w, int h, OutputStream os, String code) throws IOException {
        int verifySize = code.length();
        BufferedImage image = new BufferedImage(w, h, java.awt.image.BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        Random rand = new Random();
        Graphics2D g2 = image.createGraphics();
        g2.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        Color[] colors = new Color[5];
        Color[] colorSpaces = new Color[]{Color.WHITE, Color.CYAN,
                Color.GRAY, Color.LIGHT_GRAY, Color.MAGENTA, Color.ORANGE,
                Color.PINK, Color.YELLOW};
        float[] fractions = new float[colors.length];
        for (int i = 0; i < colors.length; i++) {
            colors[i] = colorSpaces[rand.nextInt(colorSpaces.length)];
            fractions[i] = rand.nextFloat();
        }
        Arrays.sort(fractions);
 
        g2.setColor(Color.GRAY);// 设置边框色
        g2.fillRect(0, 0, w, h);
 
        Color c = getRandColor(200, 250);
        g2.setColor(c);// 设置背景色
        g2.fillRect(0, 2, w, h - 4);
 
        //绘制干扰线
        Random random = new Random();
        g2.setColor(getRandColor(160, 200));// 设置线条的颜色
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            int x = random.nextInt(w - 1);
            int y = random.nextInt(h - 1);
            int xl = random.nextInt(6) + 1;
            int yl = random.nextInt(12) + 1;
            g2.drawLine(x, y, x + xl + 40, y + yl + 20);
        }
 
        // 添加噪点
        float yawpRate = 0.05f;// 噪声率
        int area = (int) (yawpRate * w * h);
        for (int i = 0; i < area; i++) {
            int x = random.nextInt(w);
            int y = random.nextInt(h);
            int rgb = getRandomIntColor();
            image.setRGB(x, y, rgb);
        }
 
        shear(g2, w, h, c);// 使图片扭曲
 
        g2.setColor(getRandColor(100, 160));
        int fontSize = h - 4;
        Font font = new Font("Algerian", Font.ITALIC, fontSize);
        g2.setFont(font);
        char[] chars = code.toCharArray();
        for (int i = 0; i < verifySize; i++) {
            AffineTransform affine = new AffineTransform();
            affine.setToRotation(Math.PI / 4 * rand.nextDouble() * (rand.nextBoolean() ? 1 : -1), (w / verifySize) * i + fontSize / 2, h / 2);
            g2.setTransform(affine);
            g2.drawChars(chars, i, 1, ((w - 10) / verifySize) * i + 5, h / 2 + fontSize / 2 - 10);
        }
 
        g2.dispose();
        javax.imageio.ImageIO.write(image, "jpg", os);
    }

    /**
     * 生成指定亮度范围的随机颜色
     *
     * 用途：创建一个RGB颜色对象，其红、绿、蓝三个分量的值
     *       在指定的最小(fc)和最大(bc)值之间随机生成
     * 
     * @param fc 色彩分量最小值（建议0-255）
     * @param bc 色彩分量最大值（建议0-255）
     * @return 随机生成的颜色对象
     */
    private static Color getRandColor(int fc, int bc) {
        if (fc > 255)
            fc = 255;
        if (bc > 255)
            bc = 255;
        int r = fc + random.nextInt(bc - fc);
        int g = fc + random.nextInt(bc - fc);
        int b = fc + random.nextInt(bc - fc);
        return new Color(r, g, b);
    }

    /**
     * 生成随机整数表示的颜色值
     * 
     * 用途：将随机生成的RGB颜色分量组合成一个32位整数颜色值
     * 实现细节：
     * 1. 调用 getRandomRgb() 方法获取包含三个随机[0,255]范围的RGB颜色分量数组
     * 2. 通过位运算将三个8位的颜色分量组合成一个32位的颜色值
     *    - 首先将红色分量左移16位
     *    - 然后将绿色分量左移8位
     *    - 最后将蓝色分量保持在低8位
     * 3. 返回组合后的整数颜色值
     */
    private static int getRandomIntColor() {
        int[] rgb = getRandomRgb();
        int color = 0;
        for (int c : rgb) {
            color = color << 8;
            color = color | c;
        }
        return color;
    }

    /**
     * 生成随机的 RGB 颜色分量
     * 
     * @return 包含三个随机整数的数组，分别代表红、绿、蓝三色值（范围0-255）
     *         数组顺序为：[红色值, 绿色值, 蓝色值]
     */
    private static int[] getRandomRgb() {
        int[] rgb = new int[3];
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            rgb[i] = random.nextInt(255);
        }
        return rgb;
    }

    /**
     * 对图片进行扭曲变形处理
     *
     * @param g    绘图上下文，用于执行图形操作
     * @param w1   图片宽度，用于确定扭曲范围
     * @param h1   图片高度，用于确定扭曲范围
     * @param color 扭曲线条的颜色，与背景融合增强干扰效果
     * 
     * 该方法通过分别调用 shearX() 和 shearY() 方法
     * 实现对图片在 X 轴和 Y 轴方向的扭曲变形
     * 双重扭曲效果增强验证码干扰能力
     */
    private static void shear(Graphics g, int w1, int h1, Color color) {
        shearX(g, w1, h1, color);
        shearY(g, w1, h1, color);
    }



    /**
     * 对图片进行 X 轴方向的扭曲处理
     *
     * @param g    绘图上下文，用于执行图形操作
     * @param w1   图片宽度，用于确定扭曲范围
     * @param h1   图片高度，用于确定扭曲范围
     * @param color 扭曲线条的颜色，与背景融合增强干扰效果
     */
    private static void shearX(Graphics g, int w1, int h1, Color color) {
 
        int period = random.nextInt(2);
 
        boolean borderGap = true;
        int frames = 1;
        int phase = random.nextInt(2);
 
        for (int i = 0; i < h1; i++) {
            double d = (double) (period >> 1)
                    * Math.sin((double) i / (double) period
                    + (6.2831853071795862D * (double) phase)
                    / (double) frames);
            g.copyArea(0, i, w1, 1, (int) d, 0);
            if (borderGap) {
                g.setColor(color);
                g.drawLine((int) d, i, 0, i);
                g.drawLine((int) d + w1, i, w1, i);
            }
        }
 
    }


    /**
     * 对图片进行 Y 轴方向的扭曲处理
     *
     * @param g    绘图上下文，用于执行图形操作
     * @param w1   图片宽度，用于确定扭曲范围
     * @param h1   图片高度，用于确定扭曲范围
     * @param color 扭曲线条的颜色，与背景融合增强干扰效果
     */
    private static void shearY(Graphics g, int w1, int h1, Color color) {
 
        int period = random.nextInt(40) + 10; // 50;
 
        boolean borderGap = true;
        int frames = 20;
        int phase = 7;
        for (int i = 0; i < w1; i++) {
            double d = (double) (period >> 1)
                    * Math.sin((double) i / (double) period
                    + (6.2831853071795862D * (double) phase)
                    / (double) frames);
            g.copyArea(i, 0, 1, h1, 0, (int) d);
            if (borderGap) {
                g.setColor(color);
                g.drawLine(i, (int) d, i, 0);
                g.drawLine(i, (int) d + h1, i, h1);
            }
 
        }
 
    }

    /**
     * 生成带有验证码的图片，并将其编码为 Base64 字符串
     * @param w    图片宽度
     * @param h    图片高度
     * @param code 验证码内容
     * @return Base64 编码的图片字符串
     */
    public static String verifyCode(int w, int h, String code)  {
        //创建一个 BASE64编码器
        BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
        //二进制输出流，用来装图片的
        ByteArrayOutputStream data = new ByteArrayOutputStream();
        //画一个w宽，h高的图片，把code画上去，然后把图片写入 data
        try {
            outputImage(w, h, data, code);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            throw new RuntimeException("图验证码创建失败");
        }
        //把data(图片）进行base64编码
        return encoder.encode(data.toByteArray());
    }
}